Slovníček
Mullinsův efekt
Mullinsův efekt popisuje jev typický pro pryžové materiály.
Pokud se pro pásový vzorek zaznamená křivka napětí a deformace pomocí programu, jako je univerzální zkušební program NETZSCH DMA Eplexor®®, lze pozorovat takzvaný Mullinsův efekt - nezaměňovat s Paynovým efektem.
Kdy se Mullinsův efekt projevuje?
Rozpínání vzorku při konstantní rychlosti deformace - například od počátečního bodu do koncového bodu křivky 3 (obr. 1) - vede v tomto intervalu k nárůstu napětí. Pokud se deformace zastaví na konci křivky 3 a vzorek se "vrátí" do výchozího stavu při stejné rychlosti deformace, má napětí jiný průběh (křivka 4).
Pokud se poté vzorek opět roztáhne (při stejné rychlosti deformace jako předtím), lze na konci křivky 5 pozorovat "zajímavé" chování, které je popsáno Mullinsovým efektem:
S rostoucí deformací probíhá napětí nejprve po křivce 4 a pak sleduje průběh křivky 5 až do koncového bodu průběhu 5. Obrácení rychlosti deformace vede opět k dalšímu novému průběhu napětí, který je v tomto příkladu popsán křivkou 6.
Co se však děje na molekulární úrovni?
Pokud je vzorek v tahu nebo v pásu vystaven makroskopickému namáhání, dojde k "natažení" zesíťovaných polymerních řetězců v materiálu (obr. 2).
Makroskopicky se tak vzorky výrazně prodlouží.
Plniva, jako jsou Uhlíková čerňTeplota a atmosféra (proplachovací plyn) ovlivňují výsledky změny hmotnosti. Změnou atmosféry, např. z dusíku na vzduch, během měření TGA je možné oddělit a kvantifikovat přísady, např. saze, a objemový polymer. saze, které v polymerní síti tvoří takzvané "klastry", se rozpadají, a tím se snižuje jejich mechanická odolnost vůči působící deformaci. V takzvaném "panenském" stavu je u mechanicky nenamáhaných vzorků - tj. nenamáhaná polymerní síť a nenamáhané "klastry" - tuhost materiálu vysoká.
V souladu s tím je k roztažení vzorku zapotřebí velká síla nebo napětí (křivka 3). Tato částečná destrukce "shluku" je důvodem, proč je síla potřebná během cyklu rozpojování (křivka 4) podstatně nižší. Pokud se směr zatížení opět obrátí, jak je popsáno výše, křivka napětí a deformace zpočátku probíhá podle křivky 4.
Všechny shlukové struktury, které byly zničeny v době, kdy bylo dosaženo koncového bodu křivky 3 v rámci prvního běhu, zůstanou samozřejmě zničeny.
Proto diagram napětí a deformace opět sleduje křivku úseku 4. Teprve pokračující nárůst deformace, opět ve spojení s pokračujícím nárůstem síly, vede k opakování částečné destrukce a k dalšímu rozpadu dosud existujících shluků.
Velikost shluků, které podléhají destrukci, se s rostoucí deformací nadále zmenšuje. Nejprve jsou samozřejmě destrukci během experimentu vystaveny "shluky" large, které jsou na začátku zkoušky namáhání na deformaci ve vzorku stále přítomny v "panenském" stavu. Teprve při vyšších úrovních deformace dochází k další částečné destrukci i menších shluků.
